江苏丹阳市九曲河枢纽管理处 江苏丹阳 212300
摘要：本文通过解台二线船闸和宿迁三线船闸施工过程中，使用粉煤灰混凝土的实际情况，进行对比分析，对粉煤灰在船闸工程混凝土的裂缝控制方面进行探讨。
关键词：粉煤灰、裂缝控制 混凝土 配合比
1 概述
船闸工程体积较大，受自身和周围环境的影响，在温度湿度的变化和周边约束的作用下，会产生很大的约束应力，导致裂缝的产生。在船闸的闸室倒角、墙身以及上、下闸首廊道等二次浇筑部位，出现裂缝是船闸工程经常出现的问题。根据己建成的徐州解台二线船闸和宿迁三线船闸，结合工程实际，对粉煤灰在工程中的应用，进行对比分析，总结经验。
2 工程简介
2.1 解台二线船闸位于京杭运河江苏段西线航道上，基本尺寸为230*23*5米。主体结构包括上、下闸首、闸室。设计混凝土标号C20。主体部分浇筑混凝土3万方，最大一块底板浇筑方量为1430方。闸室为扶壁结构。
2.2 宿迁三线船闸位于宿迁市宿城区井头乡，位置在一、二线船闸之间，基本尺寸为260*23*5米。主体结构包括上、下闸首、闸室。设计混凝土标号C20。主体部分浇筑混凝土3万方，最大一块底板浇筑方量为1550方。闸室为坞式结构。
2.3 船闸施工概况见下表
3 粉煤灰混凝土性能分析
从表中可以看出，解台二线船闸的闸首廊道、闸室倒角均出现了裂缝。经分析，裂缝产生的根本原因是受混凝土底板约束所致。为防止高达10.5米的闸写着墙出现裂缝。确定掺用粉煤灰，优化配合比避免了裂缝的出现。而宿迁三线船闸通过改进施工工艺，提高了粉煤灰掺量，裂缝现象基本避免。其中粉煤灰起了主要作用。
3.1 降温作用
根据施工经验，混凝土内部温度达到70°C时则有较大可能开裂。徐州解台二线船闸采取了一系列降温措施，仍未能避免裂缝的产生。宿迁三线船闸混凝土施工采取溜槽入仓，混凝土掺用（F/C=25%）粉煤灰取代水泥后，夏季混凝土内部最高温度为48°C，较解台二线船闸降低30%。因此大大降低了温升开裂和混凝土的收缩量。实践证明，使用一定比例的粉煤灰替代水泥，能使温升降低15-35%。粉煤灰掺量越多，降低温升效果越好。混凝土经过180—360天后，掺与不掺粉煤灰的混凝土放出的总热量是接近的。而实际应用中对工程影响较大的是放热速度，而不是总的水化热量。使用使用粉煤灰不但能降低顶峰温度，还能延缓温度升高，证明掺用粉煤灰是降温的最经济措施。
3.2 抑制碱—骨料反应
粉煤灰能抑制碱—骨料反应，主要是依靠粉煤灰的活性效应来拦截能与活性骨料反应的碱性物质，从而延缓碱—骨料的化学反应，避免产生体积膨胀。
3.3 抗冻性
通常而言，粉煤灰掺量越高，混凝土抗冻性越差。根据JTJ268-96中规定，抗冻混凝土最小水泥用量≥340kg。针对C20混凝土而言不经济，过高的水泥用量会使收缩量增大，造成倒角与墙身交界处开裂。解台二线船闸闸室墙施工中，通过采用减水剂“后掺法”大大减少了用水量，掺用（F/C=18%）粉煤灰后，更好的发挥了粉煤灰的活性效应，混凝土能够达到D50的抗冻要求。
3.4 粉煤灰在混凝土不同发展阶段的作用表现
为改善新拌混凝土的和易性提供了有利条件，如减少坍落度损失；为硬化中的混凝土减少出现收缩裂缝的危险，对硬化混凝土而言有利于提高后期强度的减少体积变化。
4 粉煤灰应用注意事项
4.1 配合比设计时，不但要选用优质粉煤灰，也应选用优质减水剂，要求混凝土泌水率低，同时能激发粉煤灰活性，保证混凝土后期强度的增长。尽可能增加粉煤灰的用量。粉煤灰取代水泥的最大限量为用普通水泥拌制混凝土的20%。在淡水环境下，无抗冻要求的混凝土粉煤灰取代水泥最大限量可增加至25%［1］。船闸工程大体积混凝土施工中，增加粉煤灰掺量，取代水泥的最大限量达25%时，同样能够满足施工和易性及设计质量要求，而对混凝土裂缝控制非常有利。
4.2 施工过程中，要严格控制混凝土质量，尽可能采用低坍落度混凝土入仓，如浇筑闸室墙（高10m）时泵送入仓坍落度在120mm左右，可满足施工要求。过大的坍落度混凝土入仓后易离析，在振捣时中部骨料多，下沉速度快，边缘与上部易形成厚砂浆层，从而形成不均匀收缩。
4.3 振捣要密实，特别是薄壁部位要充分，防止欠振，导致表面松散，加强对混凝土的养护，以利于混凝土强度的增长。
4.4 配合比设计时，应可能降低砂率，砂浆的收缩率比混凝土的收缩大2-5%左右的，如泵送混凝土的砂率控制在40%内。
5 结束语
船闸工程混凝土裂缝产生的原因是多方面的，合理的使用粉煤灰能减少裂缝。在设计、施工时，对关键部位，特殊部位，要合理安排施工顺序。如宿迁三线船闸上、下闸首底板大体积混凝土在2002年五月底就己全部完工，成功减少了裂缝的出现。应尽量减少上下层混凝土浇筑的间歇时间，适当改变工艺，如宿迁三线船闸施工廊道时，在每侧增加三条宽缝减少了底板对它的拉力，对消除裂缝起着重要的作用，在设计闸室倒角配合比时还可以考虑在混凝土中加入钢纤维，混凝土减缩剂等新型抗裂材料［2］。
参考文献
［1］《港口工程粉煤灰混凝土技术规程》
［2］《特种混凝土设计与施工》
论文作者:刘小军,康勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签：混凝土论文; 船闸论文; 粉煤灰论文; 裂缝论文; 宿迁论文; 骨料论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;